软体机器人软物料的旋转式多材料 3D 打印——带不对称嵌入式气动系统

软体机器人物料的快速设计与制造正日益受到对形变、驱动和可穿戴器件的关注。本文报道了一种简便的制造方法，用于创建具备可编程形变行为的软体机器人物料。通过旋转式多材料 3D 打印，制造由弹性体外壳和挥发性内核组成的不对称核心-壳层纤维，形成 1D 和 2D 图案。通过精确控制喷嘴设计、旋转速度和打印路径，可控制沿每个打印纤维的局部方向、形状和截面积。一旦弹性体基质固化，便可去除挥发性内核，留下嵌入式的输送管道以实现气动驱动。通过采用相连的费马螺旋路径方式，可自动生成更复杂软体机器人（如仿手式夹爪）所需的所需打印路径。我们集成的设计与打印方法，使我们能够快速构建具备多种形变过渡的软体机器人物料。